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机械弹簧的性质和作用

时间:2013-03-18 13:16来源:弹簧网 作者:www.zhaotanhuang.com 点击:
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[导读] 机械弹簧是重要的机械零件之一。从大的机器到小的仪器仪表,从万吨轮船、航天飞机到儿童玩具,几乎各种机械设备都离不开弹簧或弹性元件。弹簧在机器中起着非常重要的作用。例

  机械弹簧是重要的机械零件之一。从大的机器到小的仪器仪表,从万吨轮船、航天飞机到儿童玩具,几乎各种机械设备都离不开弹簧或弹性元件。弹簧在机器中起着非常重要的作用。例如,内燃机的气门弹簧,它的质量优劣直接影响到发动机的工作性能,又如各种液压设备中的安全阀,之所以能安全可靠地工作,就是因为有适当的弹簧在起作用。
  
  机械弹簧可定义为一个弹性体,或称为机械弹性元件。它的主要功能是:在外载荷的作用下或吸收能量时,自身产生很大的变形,卸除载荷后,它仍能恢复到原来的形状。弹簧就是利用这种产生变形和恢复变形的特点而工作的。虽然,一般的机械零件(如轴、齿轮等)也是利用弹性材料做成的,并在载荷的作用下产生变形,但却不能把它们看成是弹簧,其原因是。这些零件不是利用变形来工作,而是尽可能希望保持良好的刚性。
  
  弹簧用弹性良好的材料制造,并充分利用结构上的特点,在工作时产生较大的变形,从而把机械功或功能转变为变形能(即弹性势能),弹簧把储存的变形能又转变为机械功或动能。根据弹簧的工作性质,它广泛用于缓冲或减振,控制运动、测力、储能及动力机构中。具体来说,机械弹簧的作用有:
  
  (1)定位作用利用弹簧变形的力量,把定位销(或定位滚珠)压在定位孔(或槽)上。这种装置在机床及其央具中的应用尤为普追。
  
  (2)复原作用利用弹簧变形的力量,使机器中的某一部分自动恢复到原来的位置。如按钮弹簧,铰链弹簧及离合器弹簧等,就是起这种作用。
  
  (3)缓冲或减振作用甩弹簧支持运动或振动中的物体,由于弹簧受冲击后吸收能量,因此起到缓冲或减振的作用。如汽车悬挂弹簧,不仅可以缓和因路面凸凹不平而引起的冲击,而且还用来防止因路面规律性的波动所产生的有害振动传向车体,以保证汽车的平稳行驶,延长汽车的寿命。
  
  (4)冲击作用弹簧一方面用来减轻有害的冲击,另一方面又用来产生有益的冲击。例如,枪枝中的撞针打击子弹引火装置中的弹簧,就是利用弹簧储藏变形能的瞬时释放,以产生很大的击发力。
  
  (5)动力作用弹簧变形时储存能量,把它释放出来,就成为机械能,这样就可以用弹簧作为一个动力源。例如,机械钟表、留声机和自动记录仪表中的动由弹簧(也称发条),就造为机械运动提供动力的。
  
  (6)施力作用为了保持两个零件接触良好,常用若干弹簧,利用它变形后的力量,使两个零件产生一定的接触压力。例如,无级变速装置上的弹簧,往往是通过弹簧使摩擦传动的零件相互压紧。有时也利用弹簧产生一定的密封压力。
  
  (7)调节压力作用气压或液压系统中的各种阀类元件,都离不开弹簧。调节弹簧的变形量,就可以控制系统的压力。又如,锅炉汽包上的安全阀,通过控制弹簧的变形量,以确定锅炉的最高蒸汽压力。当汽压超过额定值时,安全阀就自动开启,让汽体排出一部分,以防止锅炉的蒸汽压力升高,而引起爆炸事故,当汽压低于额定值时,阔门便在弹簧压力的作用下自动关闭,以保证正常的蒸汽压力。
  
  (8)测力作用在一定的变形范围内,弹簧的负荷与变形有良好的线性关系。因此,通过适当机构将弹簧的变形传递到表示力或力矩的指示器上,就可以进行力或力矩的测量。弹簧测力装置中的测力弹簧就是一个典型的例子。
  
  除上述几种作用外,弹簧还有许多其它作用,如弹簧离合器,用螺旋弹簧作蜗杆、用弹簧作料道、用弹簧作高速传动带、甚至用小螺旋弹簧修补螺孔等。当然,后面的这些用途已不是利用弹簧的变形这个主要特征了。 

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机械弹簧的性质和作用
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